ОсОбогNew1Шир. Конспект лекций В. Б. Кусков санктпетербург 2015 содержание

• Название: Конспект лекций В. Б. Кусков санктпетербург 2015 содержание
• Анкор: ОсОбогNew1Шир.doc
• Дата: 02.05.2017
• Размер: 471 Kb.
• Имя файла: ОсОбогNew1Шир.doc
• Тип: Конспект; #6249
• страница: 4 из 11

1.3. грохочение

Грохочение – процесс разделения зернистых материалов по крупности на просеивающих поверхностях с калиброванными отверстиями.

Зерна (куски) материала, размер которых больше размера отверстий сита, остаются при просеивании на сите, а зерна меньших размеров проваливаются через отверстия.

Материал, поступающий на грохочение, называется исходным, остающийся на сите – надрешетным (верхним) продуктом, проваливающийся через отверстия сита – подрешетным (нижним) продуктом.

Процесс грохочения характеризуется эффективностью  выраженной в процентах или в долях единицы отношением массы подрешетного продукта к массе нижнего класса в исходном материале. Эффективность грохочения можно также определить как извлечение нижнего класса в подрешетный продукт. Пусть отгрохачивается Q тонн руды, содержащей  процентов мелочи (зерен мельче, чем отверстие грохота), при этом получается С тонн подрешетного продукта, содержащего  процентов мелочи, и Т тонн надрешетного продукта, содержащего  процентов мелочи. Тогда по определению

E = 100,%, или E = 10⁴,%.

Эффективность грохочения определяется следующими факторами: удельной производительностью грохота (чем она больше, тем ниже эффективность), гранулометрическим составом исходного материала, его влажностью, углом наклона грохота, амплитудой и частотой колебания грохота. по крупности выделяют три вида зерен: 1) легкие, размер которых меньше, чем отверстие грохота (d  0,75l), такие зерна легко отгрохачиваются и не снижают эффективность; 2) трудные, размер которых близок отверстию грохота (d  l), такие зерна могут застревать в отверстиях, резко снижая эффективность; 3) затрудняющие, размер которых чуть больше отверстия грохота (d = 11,5l), такие зерна скапливаются на поверхности решета грохота, снижая эффективность грохочения. Таким образом, чем больше в материале трудных и затрудняющих зерен, тем ниже эффективность грохочения. При увеличении влажности материала эффективность падает, но до какого-то предела, при дальнейшем увеличении влажности эффективность грохочения увеличивается (мокрое грохочение).. Зависимость эффективности от частоты, амплитуды и угла наклона грохота – экстремальная.

Рабочими поверхностями грохотов могут быть колосниковые решетки, набранные из параллельных брусьев (круглые, квадратные, ромбические, в виде рельсов и т.д.), стальные решета со штампованными или сверлеными отверстиями, плетеные сетки из стальной или латунной проволоки, резиновые маты со штампованными отверстиями, сита из синтетических материалов (полиуретан, капролакс и др.).

Грохота делятся на неподвижные (колосниковые, прямоугольные, дуговые, конические) и подвижные или механические (валковые, барабанные, вибрационные и др.)

Колосниковые грохоты, устанавливаемые под углом к горизонту, представляют собой решетки, собранные из колосников. Материал, загружаемый на верхний конец решетки, движется по ней под действием силы тяжести. При этом мелочь проваливается через щели решетки, а крупный класс сходит в нижнем конце (рис.1.12). Эти грохоты применяют, в основном, для крупного грохочения руд. Размер щели между колосниками – не меньше 50 мм, в редких случаях 25-30 мм. Угол наклона решетки зависит от физических свойств грохотимого материала. По практическим данным, угол наклона составляет для руд 40-45, для углей 30-35°. При переработке влажных материалов угол наклона грохота увеличивают на 5-10°. Эффективность грохочения колосниковых грохотов невысокая, она составляет около 70 %.

Дуговые грохоты (рис 1.13 а) используют для мокрого грохочения тонких продуктов. Рабочая поверхность  изогнутая в виде дуги плоскость, которая набрана из поперечной колосниковой решетки. На верхний край дуги подается исходный материал в виде пульпы. Мелкие зерна вместе с водой разгружаются через сито в разгрузочную коробку, а крупные  в конце дугового сита. Поскольку пульпа движется по дуге, возникающая центробежная сила повышает эффективность грохочения, она может достигать 90 %. Дуговые грохоты применяют при ширине щелей от 0,25 до 3 мм. Конические грохота (рис. 1.13 б) применяют в основном для обезвоживания средних классов углей.

Валковый грохот (рис.1.14) представляет собой наклонную площадку, набранную из горизонтальных параллельных осей, которые свободно вращаются в подшипниках. На каждую ось надет ряд металлических дисков (валков), которые располагаются в шахматном порядке. На верхний край грохота подается исходный материал и под действием силы тяжести скатывается по каткам вниз, при этом мелкий материал проваливается сквозь промежутки между валками. Такие грохоты применяют для грохочения сравнительно легких и хрупких материалов, например для крупного грохочения углей. Эффективность их грохочения несколько выше, чем у колосниковых, и составляет около 75 %.

Барабанные грохоты в зависимости от формы барабана могут быть цилиндрическими или коническими. Боковая поверхность барабана, образованная перфорированными стальными листами или сеткой, служит просеивающей поверхностью грохота. Ось цилиндрического барабана наклонена к горизонту под углом 4-7°, а ось конического барабана горизонтальна. Исходный материал загружают внутрь барабана на верхнем конце, и вследствие вращения и наклона он продвигается вдоль оси барабана. Мелкий материал проваливается через отверстия, крупный – удаляется из барабана на нижнем конце (рис.1.15). Диаметр барабана колеблется от 500 до 3000 мм; длина – от 2000 до 9000 мм.

Вибрационные грохоты являются самыми распространенными в горнодобывающей промышленности, они характеризуются высокой производительностью и значительной эффективностью (80-85 %). Главной их особенностью является наличие вибрационного устройства, которое сообщает грохоту гармонические колебания (вибрации), необходимые для процесса грохочения. По конструкции вибрационные устройства разнообразны, но по характеру колебаний все вибрационные грохоты можно разбить на две большие группы: 1) с прямолинейными качаниями короба; 2) с круговыми качаниями. В первой группе наибольшее распространение получили самобалансные грохоты.

Самобалансные грохоты (рис.1.16) имеют приводной механизм в виде двухвального вибровозбудителя. Прямолинейные гармонические колебания короба грохота генерируются силой инерции двух противоположно вращающихся дебалансовых грузов. Короб с ситом, закрепленный на вертикальных упругих опорах, под действием вибровозбудителя совершает прямолинейные колебания по стрелке А под углом  к плоскости сита.

Ко второй группе относятся, например, инерционные грохоты (рис. 1.17), которые изготавливаются в подвесном или в опорном исполнении. Предпочтение отдается опорным грохотам как более надежным в работе. Грохот состоит из короба 1 с ситами, инерционного вибратора 2 и пружинных подвесок 3 или опор 4. Единственным конструктивным недостатком является то, что вибратор создает круговую траекторию движения короба, поэтому для продвижения материала необходим наклон грохота (15 – 30).

В последнее время появились высокоэффективные грохота, например, грохота фирмы «Derrick», «Croosh», отличающиеся высокой эффективностью грохочения, низким расходом электроэнергии и способные отгрохачивать весьма тонкие классы крупности.

1.4. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

Измельчение полезных ископаемых производят в мельницах. Их подразделяют на механические (с мелющими телами) и аэродинамические (без мелющих тел). В качестве мелющих тел применяют металлические стержни и шары, рудную «галю» и крупные куски самой руды (самоизмельчение). Механические мельницы подразделяют на барабанные, роликовые, чашевые (или бегунные) и дисковые. Барабанные мельницы, в свою очередь, классифицируются на мельницы c вращающимся барабаном, вибрационные и центробежные. На обогатительных фабриках применяют, в основном, цилиндрические барабанные шаровые или стержневые мельницы и мельницы самоизмельчения. Различают цилиндрические мельницы трех типов: короткие – у которых длина барабана меньше или равна его диаметру; длинные – у которых длина барабана в 1,5-3 раза больше его диаметра и трубные – с длиной барабана больше трех его диаметров. Первые два типа барабанных мельниц (короткие и длинные) широко используют на современных обогатительных фабриках. Трубные мельницы применяют главным образом в цементной и алюминиевой промышленности.

Барабанная мельница (рис.1.18) представляет собой пустотелый барабан, закрытый торцовыми крышками и на 40-45 % объема заполненный измельчающими телами. загрузочная и разгрузочная полые цапфы барабана помещены в подшипники, которые опираются на железобетонные опоры. При вращении подаваемая в барабанруда вместе с измельчающими телами поднимается на некоторую высоту, а затем скатывается или падает вниз, подвергаясь измельчению за счет сил ударов и трения в слоях измельчающей среды. Различают каскадный, смешанный и водопадный режимы движения измельчающей среды (рис. 1.19). Какой будет режим – зависит от скорости вращения барабана. При малом числе оборотов барабана наблюдается каскадный режим, при увеличении скорости вращения наступает водопадный и, наконец, при еще большей скорости (критическая) измельчение прекращается. Объясняется это тем, что при скорости вращения барабана, равной или большей критической, мелющие тела (шары или стержни) центробежной силой прижимаются к внутренней поверхности барабана (центрифугируют). Критическая скорость вращения мельницы в оборотах в минуту:

N_кр = ,

где D  диаметр барабана, м.

Обычно на практике скорость вращения мельницы составляет около 80 % от критической.

чаще всего стержневые мельницы (рис. 1.20) применяют или при грубом измельчении мелковкрапленных руд для их последующего обогащения, или в первой стадии (в открытом или замкнутом цикле) при двух- и многостадиальном измельчении для подготовки материала к последующему измельчению. Расход стали (шаров или стержней) при измельчении руд составляет около 1 кг/т руды.

Шаровые мельницы могут быть с центральной разгрузкой (сливного типа) мельницы МШЦ – рис. 1.21 а, и с разгрузкой через решетку мельницы МШР– рис. 1.21 б. В настоящее время чаще применяются мельницы МШЦ. И современная тенденция в изготовлении мельниц заключается в увеличении их рабочего объема (до 600 м³), что позволяет снизить затраты на измельчение, что очень важно т.к. измельчение самый дорогой процесс на фабрике.

Снизить расход стали позволяет самоизмельчение, которое бывает двух видов: рудное и рудно-галечное. В первом случае (рис. 1.22) измельчающей средой являются куски самой неклассифицированной руды, во втором  узкий класс крупности или самой руды, или какого-либо другого твердого материала («галя»). Поскольку измельчающая способность кусков руды значительно ниже, чем стальных шаров (стержней), мельницы самоизмельчения имеют диаметр намного больше (до 11 м), чем шаровые (стержневые). При этом, падая с большей высоты, руда лучше сама себя измельчает. Рудное самоизмельчение осуществляется или в воде в мельницах «Каскад» (рис. 1.22), или на воздухе в мельницах «Аэрофол». Одним из недостатков самоизмельчения является накапливание в мельнице так называемых критических классов крупности (– 75 + 25 мм), которые очень плохо измельчаются. Для борьбы с этим явлением используют так называемое полусамоизмельчение – в мельницу добавляют небольшое количество (5 – 8 %) стальных шаров, либо критический класс выводится из мельницы и додрабливается дробилке. Самоизмельчение имеет определенные преимущества: при рудном самоизмельчении можно измельчить руду крупностью 350-0 мм; уменьшается переизмельчение руды, снижается расход стали и в некоторых случаях улучшаются технологические показатели последующего обогащения.

Для современной практики рудоподготовки характерны следующие тенденции:

1. Перенос первичного дробления в карьер и массовым применением циклично-поточной технологии добычи и транспорта руды на фабрику.

2. Доминирующим для рудоподготовки является процесс рудного полусамоизмельчения, получивший особенно интенсивное развитие в последнее десятилетие ушедшего века. Конкурируют два варианта конструкции крупных мельниц- с опорой на цапфы и на барабан

3. Ведущие машиностроительные фирмы предлагают модернизированные высокоавтоматизированные дробилки, обеспечивающие большее сокращение крупности при увеличенной производительности.

4. С целью интенсификации процесса и улучшения его управляемости технология полусамоизмельчения дополняется операциями преддробления и додрабливания.

5.Применение пресс-валковых дробилок, обеспечивает значительное сокращение затрат на рудоподготовку в сравнении с полусамоизмельчением. В сочетании с современными мощными конусными дробилками они могут составить серьезную конкуренцию технологии полусамоизмельчения.